变压器绕组串－并联无级自调整组合变流器研究

本项目首先提出了一种能够实现变压器副边绕组串－并联平滑自调整的组合变流器，适合于宽电压范围的隔离型大功率DC/DC应用场合，降低大功率变压器的电压、电流应力和半导体器件的电压应力。在此基础上，归纳出一种统一的能够实现变压器绕组串－并联自调整的拓扑单元，不仅可以在副边，也可以变压器原边实现绕组的串－并联组合，并提出了一种基于该拓扑单元的构建组合变流器的组合方法－覆盖重叠组合原理。根据该原理，具有对称性的拓扑单元都可以构建组合变流器，实现宽电压范围应用。研究了针对各种组合变流器拓扑的PWM控制策略，能够充分发挥组合变流器的宽电压范围优点。提出了一种PWM＋移相（PS）的新型控制方法，进一步拓展组合变流器的电压范围。

本项目提出了一种变压器绕组随占空比的变化能够自动进行串、并联状态无级调整的新型组合变流器概念。本文提出的新型组合变流器通过控制组合变流器中的占空比和各相之间的移相角，就可以决定多个变压器绕组处于串联状态或者并联状态，从而改变了组合变流器的拓扑结构，拓展了组合变流器的稳态增益，降低器件的电压应力，提高变压器的利用率，并且能够减小滤波器的体积。本项目集中研究基于新型组合变流器概念的组合拓扑和相关的PWM控制策略。在拓扑研究方面提出了基于有源箝位正激电路、移向全桥电路、推挽电路、LLC谐振电路等拓扑的组合型串并联拓扑，并且在控制策略上提出了PWM交错并联结合移向角调节的控制方法，并且对于组合拓扑进行了小信号模型分析，优化了系统的动态特性。该组合变流器串并联的概念能够解决传统隔离型大功率PWM变流器拓扑在宽电压范围应用时半导体器件电压应力高，滤波器体积大，开关频率低等问题。